浙江省嘉兴八校联盟2020-2021学年高一下学期期中联考物理试题（ 含答案解析 ）

2020学年第二学期嘉兴八校联盟期中联考高一年级物理试卷考生须知：全卷分试卷和答卷。试卷共5页，有3大题，20小题，满分100分，考试时间为90分钟；本卷中重力加速度g均取10m/s2。一、选择题（本大题共15小题，每小题3分，共计45分，每小题给出的四个选项中，只有一个正确选项）1.通过实验测出“引力常量”，被称为“称量地球质量的人”的科学家是（）A牛顿 B.伽利略 C.卡文迪什 D.第谷【答案】C【解析】【详解】卡文迪什通过实验测出引力常量G的值，根据万有引力定律可以求出地球的质量，所以他被誉为第一个能“称量地球质量”的人。故选C。2.关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（）A.太阳系所有的行星都绕太阳做匀速圆周运动B.在中，是与太阳质量有关的常量C.对任意一个行星，它在远日点的速度都要大于近日点的速度D.开普勒行星运动定律仅适用于行星绕太阳运动【答案】B【解析】【详解】A．根据开普勒第一定律可知，太阳系所有的行星都绕太阳做椭圆运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A错误；B．根据开普勒第三定律可知，在中，是与太阳质量有关的常量，故B正确；C．根据开普勒第二定律可知，对任意一个行星，它在远日点的速度都要小于近日点的速度，故C错误；D．开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动，还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动，故D错误。故选B。3.关于万有引力定律，下列说法中正确的是（）A.牛顿通过“月-地检验”发现地球对月球的引力与太阳对地球的引力是同一性质的力B.小张与同桌之间因为相距很近，所以两者之间万有引力非常大C.万有引力定律只适用于天体与天体之间D.两物体各自受到对方的引力的大小不一定相等，一般质量大的物体受到的引力也大【答案】A【解析】【详解】A．根据物理学史可知，牛顿通过“月-地”检验验证了重力与地球对月球的引力是同一性质的力，故A正确；B．小张与同桌之间因为相距很近，小张和同桌不能看成质点，则万有引力定律不适用，故B错误；C．牛顿提出的万有引力定律适用于任意两个物体之间，故C错误；D．两物体各自受到对方的引力的大小遵循牛顿第三定律，大小相等，故D错误。故选A4.以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是（）A.低速、宏观的运动问题B.高速、微观的运动问题C.低速、微观的运动问题D.高速、宏观的运动问题【答案】A【解析】【详解】经典力学的基础是牛顿运动定律，经典力学只适用于宏观世界，低速运动，和弱引力下。故选A。5.位于地球赤道上的一物体A，质量为m，已知当地的重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则下列说法正确的是（）A.根据以上条件，能计算出地球质量MB.由以上条件，可求得地球的平均密度为C.与地球同步卫星相比，A的角速度更大D.A的线速度大于第一宇宙速度【答案】A【解析】【详解】A．由得故A正确；B．地球的密度为故B错误；C．A物体的周期与同步卫星的周期相同，则A物体的角速度与同步卫星的角速度相同，故C错误；D．由可知，A物体的线速度小于同步卫星的线速度，由得可知，同步卫星的线速度小于第一宇宙速度，则A的线速度小于第一宇宙速度，故D错误。故选A。6.关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A.第一宇宙速度是人造地球卫星的最小环绕速度B.第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小发射度C.第一宇宙速度大小为7.9km/hD.第一宇宙速度就是地球同步卫星的发射速度【答案】B【解析】【详解】第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大环绕速度，是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度，地球同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度，第一宇宙速度大小为7.9km/s。故选B。7.美国历史上最大、最先进的火星探测器毅力号于2021年2月19日在火星着陆，随即送回火星地表的照片，迈出了人类探寻火星上是否存在过生命的任务的第一步。关于火星探测卫星的发射速度，下列说法正确的是（）A.等于7.9km/sB.介于7.9km/s和11.2km/s之间C.介于11.2km/s和16.7km/s之间D.大于16.7km/s【答案】C【解析】【详解】火星探测卫星要摆脱地球的束缚，因此发射速度要大于第二宇宙速度，而小于第三宇宙速度，即介于11.2km/s和16.7km/s之间。故选C。8.1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是（）A.同时的绝对性与同时的相对性B.运动的时钟变慢与运动的尺子缩短C.时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性D.相对性原理与光速不变原理【答案】D【解析】【详解】爱因斯坦提出的狭义相对论两条基本假设是：相对性原理与光速不变原理，其他内容均建立在这两点的基础之上；故选D.9.如图所示为太阳系示意图，以下说法正确的是（）A.地球的公转周期大于土星公转周期B.地球的绕行线速度小于土星的绕行线速度C.地球绕行的角速度小于土星绕行的角速度D.地球的向心加速度大于土星的向心加速度【答案】D【解析】【详解】由万有引力提供向心力有得、、、A．由图可知，地球的公转半径小于土星的公转半径，根据可知，地球的公转周期小于土星公转周期，故A错误；B．由图可知，地球的公转半径小于土星的公转半径，根据可知，地球的绕行线速度大于土星的绕行线速度，故B错误；C．由图可知，地球的公转半径小于土星的公转半径，根据可知，地球绕行的角速度大于土星绕行的角速度，故C错误；D．由图可知，地球的公转半径小于土星的公转半径，根据可知，地球的向心加速度大于土星的向心加速度，故D正确。故选D。10.如图所示，地球同步卫星相对地面静止不动，犹如悬在高空中，下列说法正确的是（）A地球同步卫星相对于地面静止，所以处于平衡状态B.所有地球同步卫星的轨道半径都相同，所有同步卫星的环绕线速度在每一时刻都相同C.所有地球同步卫星的轨道半径都相同，且一定在赤道的正上方，它们运行速率一定小于第一宇宙速度D.所有地球同步地球卫星的周期都是24h，所有地球同步卫星的动能都相同【答案】C【解析】【详解】A．同步卫星受到地球的万有引力作用做匀速圆周运动，加速度不为零，不是平衡状态，故A错误；B．同步卫星做匀速圆周运动，线速度大小不变，但是线速度方向时刻改变，故B错误；C．第一宇宙速度是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以同步卫星的速度一定小于第一宇宙速度，故C正确；D．所有地球同步地球卫星的周期都是24h，速度大小相同，质量不一定相同，动能不一定相同，故D错误。故选C。11.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中错误的是（）A.物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加B.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少C.重力做功的多少与参考平面的选取无关D.地球上任何一个物体重力势能都有一个确定值【答案】D【解析】【详解】A．物体克服重力做功，即重力做负功，物体的重力势能一定增加，故A正确，不符合题意；B．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少，故B正确，不符合题意；C．重力做功只与初末位置的高度差有关，与运动路径无关，也与参考平面的选取无关，故C正确，不符合题意；D．地球上任何一个物体的重力势能与参考平面的选取有关，故D错误，符合题意。故选D。12.关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（）A.弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能B.同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大C.当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大D.在弹性限度内，形变量相同的弹簧，弹性势能也相同【答案】B【解析】【详解】A．弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，弹簧在拉伸时的弹性势能不一定大于压缩时的弹性势能，故A错误；B．由于同一弹簧的弹性势能与弹簧形变量有关，且形变量越大，弹性势能越大，则同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大，故B正确；C．当弹簧变长时，它的弹性势能不一定增大，若弹簧处于压缩状态时，随弹簧变长，弹簧的弹性势能减小，故C错误；D．在弹性限度内，形变量相同的弹簧，弹性势能不一定相同，还与弹簧的劲度系数有关，故D错误。故选B。13.下列关于动能的说法正确的是（）A.物体的速度增大到原来的2倍，动能也增大到原来的2倍B.物体做匀速圆周运动时动能大小不变，方向时刻变化C.两物体动能大小相同，速度大小也一定相同D.洒水车在匀速向前喷水的运动过程中，洒水车的动能在减小【答案】D【解析】【详解】A．由可知，质量不变，速度增大到原来的2倍时，动能增大到原来的4倍，故A错误；B．物体做匀速圆周运动时动能不变，由于动能是标量，没有方向，故B错误；C．由可知，两物体动能大小相同，速度大小不一定相同，还与质量有关，故C错误；D．洒水车在匀速向前喷水的运动过程中，洒水车的总质量变小，由可知，洒水车的动能在减小，故D正确。故选D。14.如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，假设不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。在弹簧压缩到最短的整个过程中下列关于能量的叙述中正确的应是（）A.小球的重力势能和动能之和总保持不变B.小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和总保持不变C.小球的动能和弹簧的弹性势能之和保持不变D.小球的重力势能、弹簧的弹性势能和小球的动能之和总保持不变【答案】D【解析】【详解】A．对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球和弹簧的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球和弹簧的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大。因为小球和弹簧的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，重力势能和动能之和始终减小，故A错误；B．在刚接触弹簧的时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为0，要注意在小球刚接触到加速度变0的过程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加。故B错误；C．小球下降，重力势能一直减小，所以动能和弹性势能之和一直增大，故C错误；D．对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球和弹簧的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球和弹簧的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，故D正确。故选D。15.发射同步卫星时，通常先将卫星发送到近地轨道Ⅰ，使其绕地球做匀速圆周运动，速率为v1，沿轨道Ⅰ经过P点的加速度大小为a1；在P点第一次点火变速，在短时间内将速率由v1变为v2，使卫星进入椭圆轨道Ⅱ，沿轨道Ⅱ经过P点的加速度大小为a2；卫星运行到远地点Q时的速率为v3，沿轨道Ⅱ经过Q点的加速度大小为a3；此时进行第二次点火变速，在短时间内将速率由v3变为v4，使卫星进入同步轨道Ⅲ，绕地球做匀速圆周运动，沿轨道Ⅲ经过Q点的加速度大小为a4，则（）A.卫星在轨道Ⅱ上经过Q点时受到地球的引力大于在轨道Ⅲ上经过Q点时受到地球的引力B.卫星在轨道Ⅱ上由P点向Q点运动时，地球对卫星的引力对卫星做负功；由Q点向P点运动时，地球对卫星的引力对卫星做正功Ca4>a3D.v2＜v1【答案】B【解析】【详解】A．卫星在轨道Ⅱ上经过Q点时受到地球的引力等于在轨道Ⅲ上经过Q点时受到地球的引力，故A错误；B．卫星在轨道Ⅱ上由P点向Q点运动时，地球对卫星的引力对卫星做负功；由Q点向P点运动时，地球对卫星的引力对卫星做正功，故B正确；C．根据a4=a3故C错误；D．在P点做离心运动v2>v1故D错误。故选B。二、填空题（本大题共2小题，共10空，每空2分，共计20分）16.如图所示，用起重机提升货物，已知货物质量为400kg。（1）起重机把货物匀速提高6m的过程中，钢绳的拉力做功为___________J，重力势能增加了___________J。（2）起重机把货物以2m/s2的加速度从静止开始匀加速提高4m的过程中，拉力做功为___________J，提升高度刚达到4m瞬间，拉力做功的功率为___________W，整个过程中拉力做功的平均功率为___________W，货物动能增加了___________J。【答案】①.24000②.24000③.19200④.19200⑤.9600⑥.3200【解析】【详解】（1）[1][2]货物匀速运动，钢绳的拉力F=mg钢绳的拉力做功重力势能增加了24000J。（2）[3][4]根据牛顿第二定律钢绳的拉力拉力做功根据得提升高度刚达到4m瞬间，拉力做功的功率为[5][6]整个过程中拉力做功的平均功率为货物动能增加了17.在做《验证机械能守恒定律》的实验中，使质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔T时间打一个点，当地的重力加速度为g，那么：（1）根据纸带的数据，应取图中O点到___________点来验证机械能守恒定律。（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量=___________，动能增加量=___________（用表达式表示）。（3）关于上述实验，下列说法正确的是___________。A．纸带上点稀疏的一端是与重物相连的B．为了减小纸带阻力和空气阻力的影响，重锤质量应该适当大些C．实验时先松开纸带，再接通电源D．重力势能的减少量大于动能的增加量【答案】①.B②.mgh2③.④.BD##DB【解析】【详解】（1）[1]因为通过某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可以求出B点的速度，所以取图中O点到B点来验证机械能守恒定律；（2）[2]重物重力势能的减少[3]B点的速度动能增量为（3）[4]A．纸带在重物重力作用下加速运动，相等时间内位移越来越大，则纸带上点较密的一端是与重物相连的，故A错误；B．为了减小纸带阻力和空气阻力的影响，重锤质量应该适当大些，故B正确；C．为了充分利用纸带和打点稳定，实验时先接通电源，再松开纸带，故C错误；D．由于下落过程中克服阻力和空气阻力做功，所以重力势能的减少量大于动能的增加量，故D正确。故选BD。三、计算题（本大题共3小题，计算题解答时写出必要的公式、步骤）18.2017年4月22日，我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”与已经在轨运行的“天宫二号”成功实现对接，随后，“天舟一号”与“天宫二号”进入组合体飞行阶段，使我国成为世界上第三个独立掌握这一关键技术的国家。形成的组合体在其圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知轨道半径为r，组合体绕行一周所用时间为T，万有引力常量为G，求：（1）组合体的飞行速度v；（2）组合体所在轨道处的向心加速度an；（3）地球的质量M。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）组合体的飞行速度（2）组合体所在轨道处的向心加速度（3）由得19.如图为普通家用小轿车，其额定功率为80kW，质量为1000kg，已知该车在额定功率下行驶的最大速率为80m/s，假设该车在水平路面上行驶时阻力恒定。求：（1）汽车以额定功率从静止启动的最初阶段，汽车的加速度如何变化？（选择：A．变